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第31届国际化学奥林匹克竞赛理论试题


年第















,



‘ 化攀 林匹 “

届 国 际 化 学奥 林 匹 克竞 赛 理 论 试 题


竞赛 时限


中文 译本
吴 国庆 编译 整理

北 京师 范大 学 化 学 系

译者注

注 意事 项 略

小 时 试 题 分 题 面 与 答 卷 答卷 略 题 面 已 作 压 缩 处 理 为 正 确 把 握 国 际 竞
,
,



赛 试 题 的水 平 必 须 对 照 竞 赛 前 由命 题 委 员 会 下 发 的预 备 题
识 点均 在 预 备 题 中反 映 了
,


本 届 国 际 竞 赛 试题 所 有 超 过 竞赛 大 纲 一 二 级 水 平 的知




凡 具 有 竞赛 大 纲 一 二 级 知 识 水 平 的选 手 在 学 习预 备 题 之 前 不 必 预 先 掌 握 这 些 三 级 知 识 如 果 没 有 预 备 题 参 加 竞赛 的选 手 能够 完 满 地 做 出
,




点 在 竞 赛 前 的半 年 中完 全 可 以 按 预 备 题 的 指 示 达 到 这 个 水 平
这 种 竞赛 试 题 是 毫 无 必 要 的
,

因 此 以 为 这 份 国 际 竞赛 试 题 反 映 的知 识 水 平 是 我 国 全 国 竞 赛 决赛 前各 省 市 自治 区 选
,


手 就 应 该 达 到 的知 识 水 平 是 一 种 误 解

我们 刊 发 国 际 竞 赛 试 题 决 不 愿 造 成 这 种 误 解
一‘









化合物

摩 尔 质量

含碳 氢





中是 单 体还 是 双 聚 体
问题




理 想 稀 溶 液 的 凝 固 点表 达 式 如 下
一全

,

分题


?

,


?

的标 准 生 成 烙分别 为
一‘。

和一
一‘
?

气体 常 数
,
,



其中

,

是 溶 液 的 凝 固 点 叫 是 溶 剂 的凝 固 点
,

,



,

是溶


一‘



原子量 的 固体
,

剂 的熔 化 热
?

,

是溶 质 的摩 尔分数 苯 的摩 尔 质量 为
,

一 ’。

质量 为

在 氧 弹 量 热 计 内 充分 燃 此 时量 热 计 内含 水

,

纯苯在
?

大 气 压 下 的凝 固 点 为
一 ’。

,

烧 在
,


℃下 开 始 反 应

苯 的熔 化 热 为
的 溶液 在

计算 在
,
,


苯 中含 有

反 应 完成后 温 度 上 升 至 和


反应生成

大 气 压 下 的凝 固 点


,



分题 的 电离 反应 如 下
二二 二二二

问题



确定

的分 子 式 并 写 出
。 ?

燃 烧反 应 配 平 的
一‘
?

二元酸

化 学 方 程 式 标 明 物 质状 态
间题








,



若水 的 比热 为
为一


一‘

,

反 应 内能 用

一二







一“

变化协
不 包括 水 间题


?

一‘

,

请计 算量 热 计 的热 容



滴定含有
,



的一 份 计跟 踪 滴 定 曲线
,

的 溶 液 滴 定 进 程 用 玻 璃 电极

计算
℃时

的标 准 生 成 焙 协

上 的 两个 点 对应 的数据 如 下 加入的

分题



在 苯 和 水 中 的分 配 情 况 见 下 表 表 中 几
,

分别表示

在 苯 和 水 中的平 衡 浓 度
,
、 。



假定

在苯
间题


中的物 种是 唯一 的 并 与 浓 度 温 度 无关
浓度
。。
?

加入 产 物是 什么


时首 先 与

反 应 的物 种

一 ’

是 什么


问题 问题



中 生 成 的 产物 有 多少




写出

中 生 成 的产 物 与 溶 剂 反 应 的 主 要 平


衡式
问题





起 始 溶 液 中存 在 的

的量 各有

多少
问题 间题
一 一

计算 为 达 到 第 二 个 等 当点 所 需 要

的总体

假定

在 水 中是 单 体 通 过 计 算 说 明
,

在苯





化 分题 溶液
一‘
,







提 示 毗 睫 的类 似 反 应 如 下

年第



皿和

都含 有

指示剂






所 含 其 他 试 剂 如 下表 所 示
,

各溶液 在



一 ”。

丫 〈 〉 同一 合

吸 光度是在 同一个 样 品 池 测 定 的

这些 数据也示 于 下
,





此外 已知 乙 酸
溶液
指示 剂




溶液



?

配体
溶液

,


?



的配 合 物 的 分 子 式 为



, 一

?











元 素分析 结 果 和 物 理 性 质如 表
长 的关 系 见 表
配合 物




所示



颜 色 与波

的总 体积


其 他试剂
在 吸光 度



元案 分 析 结 果








,
,

分析

一 死
,


,

,

问题
问题



计算溶液


和 和



的吸光度



,

,

,

,



将溶 液


的体积 比 混 合 写 出 所
,

得 溶 液 中除
问题 问题

一 一

外 存 在 的 所 有 化学物 种
吸 光度 是 多少



中的 溶液 在 中的 溶液 在

请 应 用 下 列 数据
原 子 序数 原子 量

, ,



透射率是 多少 开始 的放射性衰变 最 终 生


,


问题




自然 界 中 由 拼




,

,

,

,

成 稳 定 的拌
一 日 衰变



通过 计 算 说 明 在 该 衰 变 过 程 中发 生 多 少 次
配合 物


,

物 理性 质

磁矩 叮

颜色
黄 红紫

问题



在 整 个衰变 链 中总 共 释放 出 多少 能量 以 计算

一‘
“ ‘

未测量

为单 位
问题
,


年 发生
波长



颜色 和 波 长 的 关 系
和 吸 收 的颜 色 补色

衰 变 能量 产 生 的 速率 为 多 少 瓦
问题


钾 是 牡 的衰 变 系 列 成 员 之 一 若
,

年 在
计算产 生
问题


,

大气 压下储藏
为单 位 的半衰期 短




,


蓝 蓝绿

黄绿
蓝 红 橙 黄 紫

的 体 积是 多 少 以

已 知该衰

变 系 列 中 其 他 核 素 的 半 衰期 都 比
,

绿 黄绿 黄 橙
红 蓝绿

牡 的 衰 变 系 列 中的成 员 之 一 经 分 离 后 含 有 个 原 子 其 衰 变 速率 为 每 分 钟


次 计算

,

其 半衰 期 单 位 为年
,



绿

所 需 的数 据 如 下
乡 弓 弓



若 旦

问题



写出

的分子 式
的结构




问题





如果 配体


是双 齿 鳌 合 配 体 请 画 出所 用 的 双 毗
,

咤 的结 构 式 和
问题

?

有无 电荷 净 电荷 分 子 与 一 个 金属 离子 的数据 确定 的经 验式


理 想气体在

℃和

的体 积 为

一 ’。

间题




画 出 一个

键合 的



加热



配体


能够 与许 多过 渡 金 属 生 成 配 合物

,

结构式


是将双 毗 吮 冰醋酸和 过 氧化氢 的混合物在 小 时 合成 的
。 。

间题



根据表

?

确定
,

它 以 细 小 的 针状 晶 体 析 出 分 子量

中的

,






的数 值

按惯用



符号 写 出

的 完 整 的分 子 式



溶 解在水 中 时 阳 离

年第










的红 外 图谱 在
一 ’
,

子 和 阴离子 的 比 为 多 少
间题


化合物

一 ’

间无 吸 收 但

,



中的 氧 化 数 为 多 少


配 合 物 中的


收峰
问题


处 有 一 个 吸 收 带 此 外 还 观察 到 梭 基 的 吸



离 子 有 多 少个 答案
间题 问题


电 子 写 出 该配 合 物 可 能 存 在 的高 自旋

和 低 自旋 的 电子 构 型 你 认 为 哪 一 个证 据 最 能 支 持 你 的




分别 写 出化 合 物
的结 构 式
一 一
,

的分 子 式 和 化 合 物
利用表

的立 体 结 构 式 和

可 以 检验 你

根据表 对


,

估算




二 入



单位 为



写 的结 构 式
,



的详 尽 分 析 表 明 它 含 有


离子 试计


,



乙苯

可制成 其光 学 活性
,

算该 化 合 物 的单 电子 自旋 磁 矩
问题

的形 式 它 的 旋 光 度 比 较高
,

司 等于 一








化合物



二 ?

型 电解 质 试 确 定




一一一一一一一一争

酷卜 一

经验式 和 在

,

中的









的 数值




,



糖昔

存 在 于 蔷 薇科 植 物 的种


子 内 与本 尼 地 试 剂 或 菲 林 试 剂 反 应 呈 负 结 果
催化水解生成 一
,

经酶
一 一









,

,

,

而用酸完
,

一 乙苯一



全 水 解 产 生 的有 机 物 则 为


,





乙苯





的绝 对 构 型 是 与 一
认班

的绝 对 构 型 相 关
乙醚



压 糖 普键
,



其 转 化 反应 如 下式 所 示
一 刁卜

的结 构 中存 在 一个 林 试剂反应呈正结果
,
,


与本 尼 地 试 剂 或 菲
甲基 化 得 到






, ,







后者用酸水解得到
, , ,





甲基






毗喃

竺 卫些 升


些丝塑竺鹭


葡萄糖和




四 压 甲基








毗 喃 葡 萄糖


, ,


,

、、





夕 且, 月

可 以 由苯 甲醛


反 应后 用
,



处理

化合物 一

也 可 以 由化 合 物

按 下式反 应得 到

制得
问题



用酸 水 解得 到 士
写 出除




丝一


,








的 哈 乌斯 投 影 式
,

问题



推导 一
,

的绝 对 构 型 画 出 中 间 产 物
,



糖昔 化合物


有剧 毒

研 究证 实 这 是 由于 它 水 解 会 产 生
可 以 通过如 下反 应 失去毒
水解 一冲 酶促

的立 体结 构 式 并 用
问题


标 出其 构 型



在 植 物 中化合 物

选 择 答 卷 纸大的化合 物


转 化为



乙苯





性 立 体 结构未 表 出

的 反 应 历 程 的代号






,

,






,

半 肤 氨酸



合 成酶
,






特征 红 外 吸 收
一 ,



缩振

荡 置





’福 振动 厂 缩

自由醇 经 基

区 而二丁 商
一 一 一


— 烷烃




一 一


一 天冬酞胺


氢键醇 经 基

烯烃


少量 的

在 人 体 内会 直接 与 胧 氨 酸 反 应 生 成
,

半胧氨
一 一




酸经基

酸 和 化 合物

仇 而 失 去 毒性 后 者 经 尿 道 排 出
炔烃
兰兰

体外



反应式如 下



一 一
,

一 一

,

,

芳烃



一 一




一〔

芳烃








醛基

一 一



胧 氨酸



,


,



的分子量 为
,



用 酸 完 全 水解得 到
,

如下等 摩 尔量 的氨 基酸


胧氨酸


,







,

,

,



见表



氧化 仅

半胧 氨酸

仅 得到

后 者含 有 两 个磺基 丙 氨 酸

的残 基 磺 基

化 丙 氨 酸 是 半 胧 氨 酸 的 琉基 氧 化 为 磺 酸 的衍 生 物
问题









年第



每 个 双 硫键 氧 化 生 成 几 个 磺 酸 基

精氨酸

一 一


一 一 一

的 不 完全水解得 到 一 系列 双 肤 和 三肤







天冬酞胺 天冬 氨酸

这 些 水 解 产 物 的 氨 基酸顺 序 可 通过 如 下 方法 确 定 端 氨 基 酸是通 过 肤 与

,

半脆 氨 酸

二 硝 基氟 苯




脆氨酸 谷氨酸
谷 氨酞胺
乙 氨酸



一 一
‘ , 孟 二 工 ,

应 生成
得到


肤 来确 定 的 在
,



肤 用 酸完全 水 解 后 将 氨基酸的标样对



氨 基酸 后 者很 容 易与


比得到 确认

问题





,

处理 以 及 用 酸水解 后 得 到 的产


组氨酸

,

,

物之 一是 在等 电 点 下 求


这说 明



端是天冬 氨 酸 请写 出





的 完整 的结构 立体 化学 不 要
异亮氨酸


过妥


‘ ”

其次 可 以通过在
, ,

℃下 肤 与 脐 共 热 来 鉴 定
,




亮 氨酸


一 一 一

氨 基酸 阱 可 以 断 开 所 有 肤 键 并 将 除

端 氨基 酸 外 的

赖氨 酸
甲硫 氨 酸 苯丙 氨酸
。’

所有氨基酸转化 为氨基酞麟 只 留下
,



端 氨基酸的梭


基 没 有变 化



用 以 上 方法 确定 了 并 得 到 其 完 整 的顺 序 如 下
一 山 勺


户 二 月 冷 一





端和

端氨基酸

,

哺氨酸


一 一

丝氨酸




苏 氨酸 色 , 酸









用 取 自枯 草杆 菌


的酶 将

水解 得

,



,

组成如下


甘 氨 酞胺
, ,


仁卜
,



,

,

,

,

酪氨酸



,

问题
,





,



处理后 完全水解得到


请写 出


的顺 序 的


撷氨酸


问题 和 问题

端和

端 的 氨 基 酸 分 别被 确 定 为


请写 出
用 如 同表


的顺 序





的缩 写 符号 写 出

的完全顺序

,

氮基 酸 中某 些皿要基 团 的
平 衡方 程 式

并标 出 双 硫键 的位置

,

基团

然 而 基 于 上 述顺序计算 出 来 的
得 到 的数 据 高 出


的 分 子 量 比 实验
用 酸完全

端位 梭 基
和 或



二二 二

一 一



个质 量 单 位 在 仔 细 考 察
,


侧链 狡 基



二二 二





水 解 得 到 的 混 合 物后 发 现 产 物 中除 了 已 经 检 出 的 氨 基 酸 外还 有
问题


个 摩 尔 当量 的 氨 给 出经过修正 的 利用表

的结 构 并 且将 该 结 构 中


,

可 能 作 为 氨 源 的部 分 用 圆 圈 圈 起 来
问题


的侧 链


的 信 息计 算

的等 电点

表 名称 丙 氨酸

常 见氮 基 酸 在等电 点 下 的 化 学式 和 符号 化学式


符号

端 位 的氨 基







年第
半胧 氨 酸侧链



带二 已










的侧链

像 像

砂一



,



的 侧链 氨 基 的侧 链

一 一





届 国 际化 学 奥 林 匹 克竞赛 理 论试 题 答案
,

译 者 注 鉴 于 刊物 篇 幅有限 本 文 是 竞 赛 试 题 答 案 中最 关 键 的 内容 但针 对 我 国 选手 明显 失 误 处 用 中 文 作
,








〕 〔



〕〔



?

分 分 分 分
,

玩 〔

〕〔

二 〕

了额 外 说 明



间 题原 文 全 部 删节 请参 见 题 面
,



「 分









溶液


的 吸 光度
,

摩尔比

,

分子量 分 分



,

,



分 分 分


混 合溶 液 的 〔














一‘

总热容






?

一‘

水热 容


?

量热计热 容

溶 液 的 吸 光度 一

分 或 个
,

?

一‘




溶 液 的透 射率 题









二一 一







粒 子 , 核 电荷 减


么万



一‘
,







个 单位 核 电荷 之 差 为

,

单位

一‘



?









。 〔

〕 分




, ,

个 粒子
“ 一‘

是双 聚体





么乃

劝 衰变 常数 入


一‘




摩 尔分数

?

每次 衰变 释 放 的 能量 为
分 分 产 生 能量 的速 率为





,



分 分


第 题






首先 起 反 应 的是
产物




产物是


分 分 分

入 二

一 ,












分 分
, 。






时该 值

,

,

,


所有的





以质子化为

故初始溶液 中
,

的量 为 分















时为缓 冲体 系 〔
的量 为
总体积




」 〔


〕 比为 其



故 初 始溶 液 中 所需


分 分 分

氨 弋〕





溶液



化 或








年第 分






分 分




丫一 卜
汁一



盛 月 任 跳

『 『 一

任 尸 勺

无 电荷



厂伙喻
、 了
, 八 』 自 山 ,,

丫 卜 斗一一






分 分


一 一






?

〕 的氧化数为 离子 的 高 自旋 土 飞 个


?




低 自旋 仁十 今未 个

一 八

电子 数为


分 分
‘ ‘













高 自旋
磁矩









配合 物








?






乙苯



的 单 电子 自旋 磁矩



题 分

的经 验 式 为







分 分



第 反题






内 叹
『 』

』 } 任 口


















一 一 一 一





一一







,



书 几石



厂 二、

,

一址 一

,

戈四

, ,

分 分



巴竺

态 罗 呱



川 。 ”’ , ,




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